שינויים

[[תמונה:Nitrogen Cycle he.jpg|שמאל|ממוזער|400px|תרשים מחזור החנקן]]

[[תמונה:Nitrogen Cycle he.jpg|שמאל|ממוזער|400px|תרשים מחזור החנקן]]

'''מחזור החנקן''' הוא [[מחזור ביוגאוכימי]] שמתאר את הגלגולים של חנקן ושל תרכובות חנקן בטבע. במחזור זה חיידקים ואצות בקרקע ובמים הופכים את החנקן האטמופסרי לתרכובות חנקן הזמינות לצמחים. הצמחים מאפשרים את זמינות תרכובות החנקן לבעלי החיים, ומשם המחזור ממשיך בתהליכים מחזוריים אל הקרקע ואל האטמוספירה.  

'''מחזור החנקן''' הוא [[מחזור ביוגאוכימי]] שמתאר את הגלגולים של חנקן ושל תרכובות חנקן בטבע. במחזור זה חיידקים ואצות בקרקע ובמים הופכים את החנקן האטמוספרי לתרכובות חנקן הזמינות לצמחים. הצמחים מאפשרים את זמינות תרכובות החנקן לבעלי החיים, ומשם המחזור ממשיך בתהליכים מחזוריים אל הקרקע ואל האטמוספירה.  

האטמוספירה של כדור הארץ מורכבת מכ-78% חנקן (בצורה מולקולרית), דבר שהופך אותה למאגר החנקן הגדול ביותר בפלנטה. חנקן מעורב בתהליכים ביולוגיים רבים והוא מרכיב חיוני לחיים בכדור הארץ. הוא מצוי בכל חומצות האמינו, הוא מרכיב יסודי של חלבונים, והוא מצוי בבסיסים שמרכיבים את חומצות הגרעין של ה-DNA וה-RNA. חלק נכבד מהחנקן בצמחים משמשמש לייצור מולקולות כלורופיל החיוניות לתהליך הפוטוסינתזה.  

האטמוספירה של כדור הארץ מורכבת מכ-78% חנקן (בצורה מולקולרית), דבר שהופך אותה למאגר החנקן הגדול ביותר בפלנטה. חנקן מעורב בתהליכים ביולוגיים רבים והוא מרכיב חיוני לחיים בכדור הארץ. הוא מצוי בכל חומצות האמינו, הוא מרכיב יסודי של חלבונים, והוא מצוי בבסיסים שמרכיבים את חומצות הגרעין של ה-DNA וה-RNA. חלק נכבד מהחנקן בצמחים משמשמש לייצור מולקולות כלורופיל החיוניות לתהליך הפוטוסינתזה.  

הפרעות אנושיות למחזור החנקן ולזרימות הזרחן בקנה מידה מקומי עד איזורי הובילו לשינויים פתאומיים ב[[מערכות אקולוגיות]] של אגמים(Carpenter 2005) וימים. לדוגמה [[אנוקסיה]] בים הבלטי(Zillén et al. 2008).   

הפרעות אנושיות למחזור החנקן ולזרימות הזרחן בקנה מידה מקומי עד איזורי הובילו לשינויים פתאומיים ב[[מערכות אקולוגיות]] של אגמים(Carpenter 2005) וימים. לדוגמה [[אנוקסיה]] בים הבלטי(Zillén et al. 2008).   

[[אאוטריפיקציה]] (Eutrophication) היא תהליך בו נוצר מחסור בחמצן בגוף מים עקב התרבותן המהירה של אצות הצורכות את החמצן המומס במים. היא יכולה להיגרם על ידי זרמים של זרחן וחנקן שנכנסים לגופי מים, ואלו יכולים להזיז מערכות אקולוגיות ימיות מעבר לסף תגובה, ולגרום לשינוי פתאומי ולא לינארי. מערכת כזו יכולה לעבור ממים נקיים וצלולים למים עכורים. השינויים בין [[מצב יציב|מצבים יציבים]] אלה תלויים בקשרים מורכבים בין זרמים של חנקן וזרחן וברקע הביוכימי של המערכת. הדרדרות של מערכות אקולוגיות שנגרמת על ידי גורמים אושיים (לדוגמה[[דייג יתר]], [[הרס קרקע]]) ועליה בזרמים של חנקן וזרחן בסקאלות אזוריות עד לרמה העולמית עלולה לגרום שינוי לא לינארי בלתי רצוי במערכות יבשתיות, מערכות מים מתוקים ומערכות מי ים. בו זמנית הם יכולים לתפקד כפקטור איטי שמשפיע על שינויי אקלים מעשה ידי אדם ברמה העולמית.

[[אאוטריפיקציה]] (Eutrophication) היא תהליך בו נוצר מחסור בחמצן בגוף מים עקב התרבותן המהירה של אצות הצורכות את החמצן המומס במים. היא יכולה להיגרם על ידי זרמים של זרחן וחנקן שנכנסים לגופי מים, ואלו יכולים להזיז מערכות אקולוגיות ימיות מעבר לסף תגובה, ולגרום לשינוי פתאומי ולא לינארי. מערכת כזו יכולה לעבור ממים נקיים וצלולים למים עכורים. השינויים בין [[מצב יציב|מצבים יציבים]] אלה תלויים בקשרים מורכבים בין זרמים של חנקן וזרחן וברקע הביוכימי של המערכת. הדרדרות של מערכות אקולוגיות שנגרמת על ידי גורמים אנושיים (לדוגמה[[דייג יתר]], [[הרס קרקע]]) ועליה בזרמים של חנקן וזרחן בסקאלות אזוריות עד לרמה העולמית עלולה לגרום שינוי לא לינארי בלתי רצוי במערכות יבשתיות, מערכות מים מתוקים ומערכות מי ים. בו זמנית הם יכולים לתפקד כפקטור איטי שמשפיע על שינויי אקלים מעשה ידי אדם ברמה העולמית.

המחברים של המאמר [[גבולות פלנטריים]] לא יכולים לפסול את האפשרות שמחזורי החנקן והזרחון יהיו גבולות פלנטריים נפרדים בזכות עצמם. שניהם משפיעים, בדרכים מורכבות ובלתי לינאריות על מערכות אקולוגיות שמספקות תפקוד תומכי חיים לאדם ברמות האיזוריות, ולשינהם יש השפעות פלנטריות מצטברות ברמה הפלנטרית. דבר שהופך אותם למרכיב מפתח של Anthropocene. הזיסה להשאיר אותם כגבול אחד במאמר זה נובעת בעיקר מקשרי הגומלים הקרובים בין זרחן וחנקן כגורמי הזנה ביולוגים מרכזיים שגורמים לשינויים פתאומיים תת מערכות של כדור הארץ.  

המחברים של המאמר [[גבולות פלנטריים]] לא יכולים לפסול את האפשרות שמחזורי החנקן והזרחן יהיו גבולות פלנטריים נפרדים בזכות עצמם. שניהם משפיעים, בדרכים מורכבות ובלתי לינאריות על מערכות אקולוגיות שמספקות תפקוד תומכי חיים לאדם ברמות האיזוריות, ולשניהם יש השפעות פלנטריות מצטברות ברמה הפלנטרית. דבר שהופך אותם למרכיב מפתח של Anthropocene. הסיבה להשאיר אותם כגבול אחד במאמר זה נובעת בעיקר מקשרי הגומלים הקרובים בין זרחן וחנקן כגורמי הזנה ביולוגים מרכזיים שגורמים לשינויים פתאומיים תת מערכות של כדור הארץ.  

ההשפעה של בני האדם על מחזור החנקן היא משמעותית. כיום, בני אדם הופכים מולקלות N2 לצורות ראקטיביות של חנקן בקצב גדול יותר מאשר כל התהליכים היבשתיים הטבעיים גם יחד. המרות אנושיות של חנקן מתרחשות בעיקר על ידי 4 תהליכים: קיבוע תעשייתי של חנקן אטמוספרי N2 ל[[אמוניה]] (כ-80 מיליוני טונות לשנה);קיבוע חקלאי של חנקן אטמוספירי N2 על ידי גידולי קטניות (כ-40 מיליוני טונות לשנה); שריפה של [[דלק מחצבי]] (כ-20 מיליוני טונות לשנה); ושריפה של [[ביומאסה]] (כ-10 מיליוני טונות לשנה); למרות שהמטרה הראשית של רוב החנקן הראקטיבי הזה היא לשם שיפור תנובת המזון על ידי [[דשן]] חלק גדול המחנקן הראקטיבי מגיע בסופו של דבר לאיזורי חוף ולמקורות מים וגורם ל[[זיהום]], גורם לזיהום אוויר ומצטבר בביומאסה. מאמצים להקטין זיהום חנקן היו עד כה למרה מקומית והאיזורית בלבד. לדוגמה על ידי הגבלת ריכוזים של ניטרטים במי תהום או על ידי הגבלת פליטות של ניטראט-אוקסיד באיזורים עירוניים.

ההשפעה של בני האדם על מחזור החנקן היא משמעותית. כיום, בני אדם הופכים מולקולות N2 לצורות ראקטיביות של חנקן בקצב גדול יותר מאשר כל התהליכים היבשתיים הטבעיים גם יחד. המרות אנושיות של חנקן מתרחשות בעיקר על ידי 4 תהליכים: קיבוע תעשייתי של חנקן אטמוספרי N2 ל[[אמוניה]] (כ-80 מיליוני טונות לשנה);קיבוע חקלאי של חנקן אטמוספרי N2 על ידי גידולי קטניות (כ-40 מיליוני טונות לשנה); שריפה של [[דלק מחצבי]] (כ-20 מיליוני טונות לשנה); ושריפה של [[ביומאסה]] (כ-10 מיליוני טונות לשנה); למרות שהמטרה הראשית של רוב החנקן הראקטיבי הזה היא לשם שיפור תנובת המזון על ידי [[דשן]] חלק גדול מהחנקן הראקטיבי מגיע בסופו של דבר לאיזורי חוף ולמקורות מים וגורם ל[[זיהום]], גורם לזיהום אוויר ומצטבר בביומאסה. מאמצים להקטין זיהום חנקן היו עד כה למרה מקומית והאיזורית בלבד. לדוגמה על ידי הגבלת ריכוזים של ניטרטים במי תהום או על ידי הגבלת פליטות של ניטראט-אוקסיד באיזורים עירוניים.

==בעיות בריאות וסביבה==

==בעיות בריאות וסביבה==

{{תבנית:בעיות סביבתיות}}

{{בעיות סביבתיות}}

יוני ניטראט הם מסיסים מאוד, ויכולים לכן להיכנס ל[[מי התהום]]. רמות גבוהות של ניטראט במי השתיה הם מקור לבעיות בריאותיות בגלל שניטראט יכול לשבש את רמות החמצן בדם של תינוקות וליצור מטהמגלובינמיה או תסמין התינוק הכחול.

יוני ניטראט הם מסיסים מאוד, ויכולים לכן להיכנס ל[[מי התהום]]. רמות גבוהות של ניטראט במי השתיה הם מקור לבעיות בריאותיות בגלל שניטראט יכול לשבש את רמות החמצן בדם של תינוקות וליצור מטהמגלובינמיה או תסמין התינוק הכחול.